基于分层制造和数控加工的复合快速成形技术

为克服现行分层制造技术(可制造的原型尺寸小、精度低、可选用材料种类有限)和数控加工(难于直接制造复杂形状、需用夹具固定工件)存在的缺点,把分层制造和数控加工的优势结合起来,研究开发了基于三维层(3D layer)的、材料堆积成形与去除成形交替并行的复合快速成形工艺,并论述了三维层的生成方法和根据三维层的特点设置必要的水平支撑来快速固定被加工工件的方法。为验证该方法的可行性,以复杂曲面组成的汽车手把为对象,进行了成形实验,其制造精度为0.05mm,整个制作过程需要5h。

基于顶点偏置的STL模型刀具轨迹生成

为生成STL模型无干涉的刀具轨迹,利用与顶点相连的各三角面片的法向向量,计算出各顶点的偏置点,并由这些偏置点构造完全由三角面片组成的偏置模型;用平行截面对偏置模型进行切片,在二维空间内对所得交线段进行裁剪与连接处理,得到刀具轨迹。算法实例表明该方法具有可行性。

基于瞬时切削力和实体模型的三轴铣削仿真与试验

引入加工面生成点概念,提出基于瞬时切削力的刀具变形计算和变形刀具移动扫描体的实体建模方法,通过布尔运算生成包含有几何与物理误差的仿真加工模型,以图形动态显示仿真加工模型的生成过程,并给出精确测量仿真加工模型的方法;采用PARASOLID建模核心和OpenGL对上述算法完成系统实现。仿真和实际加工试验结果表明,最大仿真误差为0.012 mm、最小仿真误差为0.004 mm,平均仿真误差为0.008 mm。

复合快速成形中支撑生成研究

针对复合快速成形中支撑生成的需求,提出了一种基于支撑线的支撑生成算法.该算法首先求出待支撑形状下表面轮廓线中被其他表面支撑的支撑线;然后利用该支撑线识别出悬臂,顶篷,孤岛等不同类型的待支撑形状,并考虑待支撑形状的几何特性和材料强度确定出需要添加支撑的区域和支撑数量,采用Paraso lid建模核心生成支撑实体并完成了上述算法的系统实现.应用实例表明,该算法能够准确地找出各类待支撑形状并能自动生成适量的支撑.